KR20050067674A

KR20050067674A - 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를이용한 광케이블 튜브

Info

Publication number: KR20050067674A
Application number: KR1020030098675A
Authority: KR
Inventors: 박성철; 공태현; 구명술; 안태진; 이동호
Original assignee: 주식회사 삼양사
Priority date: 2003-12-29
Filing date: 2003-12-29
Publication date: 2005-07-05
Also published as: KR100595110B1

Abstract

본 발명에서는, 폴리카보네이트 수지 92.0 내지 99.48 중량%; 실리콘 수지 0.02 내지 3.0 중량%; 및 고무 공중합체 수지 0.5 내지 5.0 중량%;로 구성되는 것을 특징으로 하는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용하는 광케이블 튜브를 개시한다. 그리고, 상기 실리콘 수지는, 그 구조의 반복 단위가 -R₂SiO- 이고, 이때, R은 페닐기, 수산화기 또는 메틸기이며, 그 분자량(Mw)이, 1,000 내지 1,000,000인 것이 바람직하고, 상기 고무 공중합체 수지는, 아크릴계 고무 공중합체 수지, 스티렌계 고무 공중합체 수지 또는 올레핀계 고무 공중합체 수지인 것이 바람직하다. 본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용하는 광케이블 튜브는, 폴리카보네이트 수지에 실리콘 수지와 고무 공중합체 수지를 첨가, 특히 소정 비율로 첨가하여, 그 적정 비율을 갖는 광케이블 튜브용 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브를 제공함에 따라, 그 내화학성을 향상하고, 제조시 가공성 및 슬립성을 향상시키는 효과를 달성하게 된다.

Description

광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브{POLYCARBONATE RESIN COMPOSITION FOR OPTICAL CABLE TUBE AND OPTICAL CABLE TUBE USING THEREIT}

본 발명은 광케이블 튜브용 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 수지 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브에 관한 것으로, 상세하게는 폴리카보네이트 수지, 실리콘 수지 및 고무 공중합체 수지를 소정 비율로 포함하여, 내화학성, 가공성 및 슬립(slip)성이 우수한 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브에 관한 것이다.

광케이블은 종래의 동축케이블과 대비할 때, 많은 정보를 신속하게 전달할 수 있으므로, 컴퓨터, TV, 전화등 전기 및 전자적 신호의 전달에 있어서 그 이용이 활발하다.

이와 같은 광케이블은, 그 전송량의 향상을 위해, 일반적으로 여러 줄의 광섬유를 합하여 단일선으로 제작하며, 이때, 그 광섬유의 배열 상태에 따라, 루즈튜브형과 리본형 등으로 나뉘어지게 된다.

도 1은 루즈형 광케이블의 구조를 나타내는 개략도이고, 도 2는 리본형 광케이블의 구조를 나타내는 개략도이며, 도 3은 튜브가 덕트내에 설치된 광케이블의 구조를 나타내는 개략도이다.

도 1에 나타난 바와 같이, 루즈형 광케이블(4)은, 광을 전반사하여 신호를 전달하는 수개의 광섬유(1)와, 상기 광섬유(1)의 외부를 감쌈으로써 상기 광섬유(1)를 보호하는 단일 튜브층(2)으로 구성되며, 또한 상기 단일 튜브층(2)의 내부와 광섬유(1) 사이에, 광섬유(1)에 수분이 침투하는 것을 방지하도록 하는 방수 물질(3)이 충진된다.

그리고, 도 2에 나타난 바와 같이, 리본형 광케이블(5)은, 특히 광섬유(1)가 리본 형상을 갖도록 일렬로 배열되어 적층되는 것으로, 상기 광섬유(1)를 보호하는 단일 튜브층(2)이 상기 광섬유(1)의 외부에 개설되고, 상기 튜브층(2)의 내부와 광섬유(1) 사이에, 광섬유(1)에 수분이 침투하는 것을 방지하는 방수 물질(3)이 충진된다.

이때, 상기 튜브층(2)에는, 폴리올레핀 계열 수지, 폴리비닐 계열 수지, 또는 폴리에스터 계열 수지등을 사용하고, 상기 방수 물질(3)로는 젤리, 방수 파우더 또는 방수 얀(yarn)을 사용한다.

한편, 종래, 이와 같이 광섬유(1), 상기 광섬유 외부의 튜브층(2) 및 상기 광섬유(1)와 상기 튜브층(2) 사이의 방수물질로 구성되는 케이블의 다수개를 다발로 제작하여 매설한 후, 필요에 따라 사용하였는데, 이로 인하여, 사용하지 않는 케이블이 발생하게 되고, 따라서 케이블의 낭비를 초래하는 문제점이 있었다.

이에, 도 3에 도시된 바와 같이, 서브 덕트(6)에 케이블(예를 들어, 4)을 공기압으로 밀어 넣어 설치하는 방법을 사용하였고, 나아가 이를 다시 메인 덕트(7)내에 구비하는 방법을 사용하였다.

그러나, 이와 같은 케이블에 있어서, 상기 튜브층(2)의 재료로, 폴리올레핀 계열 수지, 폴리비닐 계열 수지, 또는 폴리에스터 계열 수지를 적용하였기 때문에, 공기압으로 밀어 넣는 과정에서 강도가 낮아 꺽이는 문제가 발생하였고, 또한 열안정성이 부족하여 보관시 열변형이 쉽게 발생하며, 후수축도 크다는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하고자, 기계적 강도와 열안정성이 우수하고, 또한 후수축이 낮은 폴리카보네이트 재료를 사용하여 왔다.

그러나, 이와 같이 폴리카보네이트를 적용하는 경우에는, 압출성형에 의한 튜브 가공시, 압출기 노즐에 눈꼽이 형성되어, 튜브에 돌기가 발생하게 되는 문제가 있었고, 또한 튜브 매설 작업시 모기 등의 해충의 접근을 방지하기 위해 모기약을 사용하는데, 상기 폴리카보네이트가 적용된 튜브의 경우, 모기약에 대해 취약한 내화학성을 나타낸다는 문제가 있었으며, 또한 공기압으로 튜브를 밀어 넣을 경우 슬립성 역시 부족하다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로,

본 발명의 목적은, 종래 적용되어왔던 폴리카보네이트 재료와 달리, 내화학성, 가공성 및 슬립성이 우수한 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 또한, 상기 폴리카보네이트 수지 조성물을 적용함에 의해, 그 내화학성이 우수하고, 제조시의 가공성 및 슬립성이 우수한 광케이블 튜브를 제공하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 폴리카보네이트 수지 92.0 내지 99.48 중량%; 실리콘 수지 0.02 내지 3.0 중량%; 및 고무 공중합체 수지 0.5 내지 5.0 중량%;로 구성되는 것을 특징으로 하는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물에 의해 달성된다.

그리고, 상기 실리콘 수지는, 그 구조의 반복 단위가 -R₂SiO- 이고, 이때, R은 페닐기, 수산화기 또는 메틸기이며, 그 분자량(Mw)이, 1,000 내지 1,000,000인 것이 바람직하고, 상기 고무 공중합체 수지는, 아크릴계 고무 공중합체 수지, 스티렌계 고무 공중합체 수지 또는 올레핀계 고무 공중합체 수지인 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브에 대하여 상세하게 설명한다.

본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브는, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 수지 및 고무 공중합체 수지를 소정 비율로 구성함에 의해, 종래 광케이블 튜브에 적용되는 수지 재료와 달리, 내화학성이 우수하고, 또한 그 제조시의 가공성 및 슬립성을 향상하게 됨을 그 기술적 사상의 바탕으로 한다.

먼저, 본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물을 그 구현예를 통하여 상술한다.

본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물은, 폴리카보네이트 수지, 실리콘 수지, 고무 공중합체 수지로 구성되며, 특히 상기 폴리카보네이트 수지 92.0 내지 99.48 중량%, 상기 실리콘 수지 0.02 내지 3.0 중량%, 상기 고무 공중합체 수지 0.5 내지 5.0 중량%로 구성된다.

우선, 상기 폴리카보네이트 수지는, 상용되는 방향족 폴리카보네이트 수지를 적용할 수 있는데, 예를 들어, 디히드릭 페놀과 포스겐을 반응시키거나, 디히드릭 페놀과 카보네이트 전구체(precursor)의 에스테르 상호 교환 반응을 이용하여 제조되는, 선형 및 가지 달린(branched) 폴리카보네이트 단일 중합체 또는 폴리에스테르 공중합체 등을 적용할 수 있다.

상기 디히드릭 페놀은, 2,2-비스(4-하이드록시페닐)프로판(비스페놀 A), 비스(4-하이드록시페닐)메탄, 2,2-비스(4-하이드록시-3,5-다이메틸페닐)프로판, 및/또는 1,1-비스(4-하이드록시페닐)사이클로헥산 등을 적용할 수 있다.

그리고, 상기 카보네이트 전구체는, 디페닐 카보네이트, 카보닐 할라이드, 및/또는 다이아릴 카보네이트 등을 적용할 수 있다.

한편, 폴리카보네이트 수지는, 그 점도 평균분자량이 15,000 내지 30,000의 것을 적용하는 것이 바람직한데, 그 분자량이 15,000 미만일 경우, 충격강도와 인장강도가 떨어지며, 그 분자량이 30,000을 초과할 경우, 용융점도의 상승으로 수지의 가공에 문제를 초래하게 된다.

다음으로, 상기 실리콘 수지는, 가공성과 슬립성 향상을 위해 적용하는 것인데, 전체 수지 조성물 중 0.02 내지 3.0 중량%를 적용하는 것이 적합하다.

즉, 실리콘 수지의 함량이 전체 수지 조성물중 0.02 중량% 미만인 경우, 조성물의 가공성 및 슬립성이 부족하게 되고, 실리콘 수지의 함량이 전체 수지 조성물중 3.0 중량%를 초과하게 되면, 실리콘과 폴리카보네이트의 상분리가 심해 튜브 압출 가공시 쉽게 끊어지는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명에서는 특히 실리콘 수지로서, 그 기본 구조의 반복 단위가 -R₂SiO- 인 실리콘 수지를 적용하는 것이 바람직하다. 이때, R은 메틸기, 페닐기 또는 수산화기가 가능하다.

또한, 상기 실리콘 수지의 분자량(Mw)에 있어서, 1,000 내지 1,000,000인 선형 또는 분지형 실리콘 수지를 적용하는 것이 바람직한데, 분자량이 1,000 미만일 경우, 상분리가 일어나고 가스발생이 심하며 튜브의 물성이 저하된다. 반면, 분자량이 1,000,000을 초과할 경우, 실리콘의 점도가 높아 혼련에 문제를 초래하게 된다.

마지막으로, 상기 고무 공중합체 수지는, 내화학성을 향상하기 위하여 적용하는 것이며, 전체 수지 조성물 중 0.5 내지 5.0 중량%를 적용하는 것이 적합하다.

즉, 고무 공중합체 수지의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우, 내화학성이 취약해지고, 5.0 중량%를 초과하는 경우, 튜브가 쉽게 변형되는 문제를 야기한다.

본 발명에 적용되는 고무 공중합체 수지로는, 아크릴계 고무 공중합체인 부틸아크릴레이트 고무 공중합체(butyl acrylate copolymer)가 있고, 그 외에, 스티렌계 고무 공중합체인 스티렌-부타디엔 공중합체, 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌 공중합체(methyl methacrylate-butadiene-styrene copolymer), 올레핀계 고무 공중합체인 에틸렌-프로필렌 공중합체(ethylene-propylene copolymer), 에틸렌-프로필렌-디엔 공중합체(ethylene-propylene-diene copolymer)등도 그 적용이 가능하다.

한편, 본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물에는, 그 사용 용도에 적합하도록, 열안정제, 산화방지제, 광안정제, 안료, 염료 및 무기물 등의 첨가제를 추가로 적용할 수 있다.

상기 첨가제들은, 일반적인 첨가제 적용범위에서 그 적용이 가능하며, 예를 들어, 전체 수지 조성물에 대하여, 0.05 내지 2.0 중량%를 적용할 수 있다.

다음으로, 본 발명에 따르는 광케이블 튜브에 대하여 상술한다.

상기한 바와 같은 조성의 성분들을 이용하여, 광케이블 튜브를 제조하기 위해서는, 이들 조성물을 240 내지 280℃의 온도에서 이축 용융 혼련압출기(twin screw extruder)로 혼련 압출하고, 성형용 펠렛을 제조한 후, 이를 120 내지 130℃에서 4시간 이상 열풍 건조하고, 이어 압출 성형기를 사용해 튜브를 제조한다.

이와 같이 상기 조성물은 루즈형이나 리본형 튜브등 광케이블 튜브용 재료로 유용하게 적용되는 것이고, 이에 따라, 광케이블 튜브의 내화학성을 증가시키고, 또한 광케이블 튜브를 가공하는 경우 그 가공성 및 슬립성을 향상할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들 및 이와 대비하기 위한 비교예들을 설명함으로써 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것이다.

[실시예]

본 실시예들에서는, 폴리카보네이트(TRIREX 3022PJ, (주)삼양사; 점도 평균 분자량 약 2,1000), 실리콘 마스터 배치[MB 50-315, Dow corning; 점도 평균 분자량(Mv) 21,000인 폴리카보네이트 수지 및 분자량(Mw) 400,000인 폴리다이메틸실록산(poly dimethylsiloxane) 실리콘 수지를 50:50으로 혼합한 마스터 배치], 고무 공중합체 수지[EXL 2313(butyl acrylate rubber copolymer), KUREHA]의 함량을 각각 달리하여 처방하였다.

표 1은 본 실시예들의 처방을 나타내는 것이다.

	실시예(중량%)
	1	2	3	4
폴리카보네이트	97.95	97.5	98.5	97.0
실리콘 마스터 배치	0.05	0.5	1	2
고무 공중합체 수지	2	2	0.5	1

[비교예]

비교예들에서는, 폴리카보네이트(TRIREX 3022PJ, (주)삼양사; 점도 평균 분자량 약 2,1000), 실리콘 마스터 배치[MB 50-315, Dow corning; 점도 평균 분자량(Mv) 21,000인 폴리카보네이트 수지 및 분자량(Mw) 400,000인 폴리다이메틸실록산(poly dimethylsiloxane) 실리콘 수지를 50:50으로 혼합한 마스터 배치], 고무 공중합체 수지[EXL 2313(butyl acrylate rubber copolymer), KUREHA]의 함량을 본 발명이 제시하는 범위이외에서 각각 다르게 선택하였다.

즉, 비교예1은 폴리카보네이트 수지만을 적용하였고, 비교예2는 실리콘 마스터 배치의 함량을 0.02 중량%보다 작은 0.01 중량%로 선택하였고, 비교예3은 고무 공중합체 수지의 함량을 0.5 중량%보다 작은 0.2 중량%로 선택하였다.

표 2는 비교예들의 처방을 나타내는 것이다.

	비교예(중량%)
	1	2	3
폴리카보네이트	100	97.99	99.3
실리콘 마스터 배치	-	0.01	0.5
고무 공중합체 수지	-	2	0.2

상기 실시예들과 비교예들의 각 조성물로 240 내지 290℃의 온도에서 이축 용융 혼련 압출기로 혼련 압출하여 펠렛을 제조하고, 이를 120℃에서 4시간 열풍 건조한 후, 260℃의 온도에서 직경 3mm의 광케이블 튜브를 압출 성형하였다.

제조된 광케이블 튜브의 표면을 관찰하여, 돌기 발생 여부를 확인하고, 모기약(이소부탄 63%, 등유 36.6%, 프탈트린 0.3%, 퍼메트린 0.1% 조성)을 스프레이 도포한 후, 크랙(crack)의 발생 여부를 측정하였다. 한편, 공기압으로 상기 광케이블 튜브를 소형 덕트 안으로 밀어 넣으면서 슬립성을 확인하였다.

표 3은 상기 실시예들과 비교예들의 크랙 발생 여부, 돌기 발생 여부, 슬립성을 각각 측정한 것이다.

물성	측정결과
물성	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	비교예1	비교예2	비교예3
크랙 발생 여부	×	×	×	×	O	×	O
돌기 발생 여부	×	×	×	×	O	O	×
슬립성	양호	양호	양호	양호	불량	불량	양호

상기 표 3으로부터 확인할 수 있듯이, 본 실시예들의 경우, 비교예들과 대비하여, 크랙 발생과 돌기 발생이 없고, 슬립성이 양호함을 확인할 수 있었다.

따라서, 본 발명에 따른 조성물의 경우, 내화학성, 가공성 및 슬립성이 우수함을 결론내릴 수 있었다.

본 발명에 따르는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물 및 이를 이용하는 광케이블 튜브는, 폴리카보네이트 수지에 실리콘 수지와 고무 공중합체 수지를 첨가, 특히 소정 비율로 첨가하여, 그 적정 비율을 갖는 광케이블 튜브용 조성물 및 이를 이용한 광케이블 튜브를 제공함에 따라, 그 내화학성을 향상하고, 제조시 가공성 및 슬립성을 향상시키는 효과를 달성하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위는 본 발명의 요지에서 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.

도 1은 루즈형 광케이블의 구조를 나타내는 개략도,

도 2는 리본형 광케이블의 구조를 나타내는 개략도,

도 3은 튜브가 덕트내에 설치된 광케이블의 구조를 나타내는 개략도이다.

*주요 도면 부호의 간단한 설명*

1:광섬유 2:튜브층

3:방수 물질 4:루즈형 광케이블

5:리본형 광케이블 6:서브 덕트

7:메인 덕트

Claims

폴리카보네이트 수지 92.0 내지 99.48 중량%;

실리콘 수지 0.02 내지 3.0 중량%; 및

고무 공중합체 수지 0.5 내지 5.0 중량%;로 구성되는 것을 특징으로 하는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 실리콘 수지는,

그 구조의 반복 단위가 -R₂SiO- 이고, 이때, R은 페닐기, 수산화기 또는 메틸기이며, 그 분자량(Mw)이, 1,000 내지 1,000,000인 것을 특징으로 하는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고무 공중합체 수지는,

아크릴계 고무 공중합체 수지, 스티렌계 고무 공중합체 수지 또는 올레핀계 고무 공중합체 수지인 것을 특징으로 하는 광케이블 튜브용 폴리카보네이트 수지 조성물.